精品解析:江苏省泰州中学2024-2025学年高三上学期8月开学物理试题

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2024-08-28
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资源信息

学段 高中
学科 物理
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 试卷
知识点 -
使用场景 同步教学-开学
学年 2024-2025
地区(省份) 江苏省
地区(市) 泰州市
地区(区县) 海陵区
文件格式 ZIP
文件大小 1.38 MB
发布时间 2024-08-28
更新时间 2025-11-20
作者 匿名
品牌系列 -
审核时间 2024-08-28
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价格 3.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

内容正文:

江苏省泰州中学2024-2025学年度上学期第一次质量检测 高三物理试题 (考试时间:75分钟总分:100分) 一、单项选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题意。 1. 抽制高强度纤维细丝时可用激光监测其粗细。如图所示,观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化。这一过程利用了光的(  ) A. 干涉现象 B. 衍射现象 C. 折射现象 D. 色散现象 2. 关于近代物理知识,下列说法中正确的是(  ) A. 结合能越大的原子核越牢固 B. 放射性元素发出的β射线来自原子核外电子 C. 光电效应揭示了光粒子性 D. 处于基态的氢原子能吸收任意能量的光子而跃迁到激发态 3. 如图所示,轻质细线上端固定,下端悬挂一小球。在同一竖直平面内对小球施加一个拉力F,保证细线中拉力的大小不变,缓慢地将细绳向右拉到水平位置。关于拉力F 的大小和与竖直方向夹角θ的说法正确的是(  ) A F一直增大,θ一直增大 B. F一直增大,θ一直减小 C. F一直增大,θ先增大后减小 D. F一直增大,θ先减小后增大 4. 投篮时,篮球出手后在空中运行的轨迹称为投篮抛物线。投篮抛物线有低、中、高三种弧线,如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是( ) A. 低弧线投篮时,篮球从出手到进框的运动时间最长 B. 高弧线投篮时,篮球从出手到进框,克服重力做功的平均功率最小 C. 低弧线投篮时,人对篮球做的功一定最大 D. 中弧线投篮时,人对篮球做的功一定最小 5. 如图为同一平面内绕地球的三个卫星轨道示意图,Ⅰ、Ⅲ为圆轨道,Ⅱ为椭圆轨道,Ⅲ的半径与Ⅱ的半长轴相等,且Ⅲ与Ⅱ相交于M点,Ⅰ与Ⅱ相切于N点。三颗不同的卫星A、B、C正沿轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ稳定运行,则(  ) A. A、B经过N点时向心力一定相同 B. A、B的速度可能等大 C. B、C在M点的向心加速度大小相等 D. B、C与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积相等 6. 如图所示,玻璃半球半径为R,球心为O,AB为水平直径,M点是半球的最高点。半球内从A点发出与AB成θ=30°的光线从BM间某点C平行于AB射出。光在真空中的传播速度为c。则(  ) A. 此玻璃的折射率为 B. 光从A到C的时间为 C. 若增大θ,光线不可能在C与M间发生全反射 D. 若θ为某个不为零值,光从A到B的时间为 7. 如图所示,一轮船在河岸的两码头A、B间运送货物,A、B连线与河岸夹角为60°。由A到B过程中,船头正对河岸,轮船相对静水的速度大小恒为v1;返回时(即由B到A)所用时间与去时相同,轮船相对静水的速度大小恒为v2。水速恒定不变,则(  ) A. B. C. D. 8. 光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为a的斜面体A,斜面体质量为M、底边长为L,如图所示。将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端,此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN,则下列说法中正确的是(  ) A. FN=mgcosa B. 滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcosa C. 滑块B下滑的过程中A、B组成的系统动量不守恒 D. 此过程中斜面体向左滑动的距离为 9. 物体从某一高度做初速为的平抛运动,为物体重力势能,为物体动能,h为下落高度,t为飞行时间,v为物体的速度大小。以水平地面为零势能面,不计空气阻力,下列图象中反映与各物理量之间关系可能正确的是(  ) A. B. C. D. 10. 如图所示,一块足够大的粗糙绝缘薄板竖直固定,且与等量异种点电荷连线的中垂面重合,A、O、B为薄板上同一竖直线上的三点,O在点电荷的连线上,,一个带电小物块(可视为质点)从A点以初速度竖直向下运动,最后静止在B点,不考虑物块电荷量的变化,则物块从A运动到B的过程中(  ) A. 速度一直减小,经过O点时的速度为 B. 加速度先减小后增大,经过O点时加速度最小 C. 电势能先减小后增大,经过O点时电势能最小 D. 机械能一直减小,AO段损失的机械能比OB段损失的机械能多 二、简答题:本题共1小题,共计15分,每空3分,请将答案填写在答题卡相应的位置。 11. 某物理兴趣小组用如图甲所示的实验装置测当地的重力加速度,所提供器材均在图中展示,实验原理和主要操作步骤如下: (1)按如图安装好实验器材,打点计时器固定在长木板上端,接通电源释放质量为m的物块,让物块自由滑下,打出前几个计时点的纸带如图乙(a)所示(O为起始点),打点周期为T,OB间距为,CE间距为,得物块下滑的加速度为______。 (2)将打点计时器取下固定在长木板的下端,接通电源,给物块一个初速度使之沿长木板从下到上运动,打出最后几个计时点的纸带为图乙(b)中(O为最终点)的______(填序号),并通过实验获得的纸带计算出加速度。 (3)为了测量出当地重力加速度还应测量长木板与地面所构成的斜面高度h和______(填物理量及物理量字母)。 (4)通过分析可知当地重力加速度的表达式为g=________[用、、h和步骤(3)中所测物理量字母表示]。 (5)通过计算可得物块与倾斜木板之间的摩擦力大小为_____[用、表示,不计纸带与打点计时器的摩擦力及空气阻力]。 三、计算题:本大题,共4小题,共45分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 12. 极紫外线广泛应用于芯片制造行业,如图甲所示,用波长的极紫外线照射光电管,恰好能发生光电效应。已知普朗克常量,,,。 (1)求阴极 K 材料的逸出功; (2)图乙是氢原子的能级图,若大量处于激发态的氢原子发出的光照射阴极 K,灵敏电流计G显示有示数,调整电源和滑动变阻器,测得电流计示数I与电压表示数U的关系图像如图丙,则图丙中的大小是多少? 13. 如图,刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A、B两部分,隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积)。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态,A、B体积均为Sl,压强均为,弹簧为原长。现将B中气体抽出一半,B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变,气体视为理想气体。求: (1)抽气之后A、B压强。 (2)弹簧的劲度系数k。 14. 如图所示,传送带与水平面夹角θ=37°,以恒定速率v=10 m/s沿顺时针方向转动.现在传送带上端A处无初速度地放一质量m=1 kg的小煤块(可视为质点,忽略滑动过程中的质量损失),小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带上A到B的长度L=16 m。取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2。求: (1) 小煤块刚开始运动时的加速度大小; (2) 小煤块从A运动到B的时间; (3) 从A到B的过程中小煤块在传送带上留下的痕迹长度; (4) 从A到B的过程中小煤块和传送带间因摩擦产生的热量。 15. 如图甲所示。两块平行正对的金属板水平放置,板间加上如图乙所示幅值为、周期为的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场,右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B.一带电粒子在时刻从左侧电场某处由静止释放,在时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内,在时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场,并在时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍,粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。 (1)判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q; (2)求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v; (3)求从时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中,电场力对粒子做的功W。 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $ 江苏省泰州中学2024-2025学年度上学期第一次质量检测 高三物理试题 (考试时间:75分钟总分:100分) 一、单项选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题意。 1. 抽制高强度纤维细丝时可用激光监测其粗细。如图所示,观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化。这一过程利用了光的(  ) A. 干涉现象 B. 衍射现象 C. 折射现象 D. 色散现象 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】当障碍物的尺寸与波的波长相当,或小于波的波长,会发生明显的衍射,该装置的原理是运用光的衍射现象,如果屏上条纹变宽,则说明衍射现象更加明显,可知金属丝变细。 故选B。 2. 关于近代物理知识,下列说法中正确是(  ) A. 结合能越大的原子核越牢固 B. 放射性元素发出的β射线来自原子核外电子 C. 光电效应揭示了光的粒子性 D. 处于基态的氢原子能吸收任意能量的光子而跃迁到激发态 【答案】C 【解析】 【详解】A.比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,结合能越大的原子核不一定越牢固,故A错误; B.放射性元素发出的β射线实质是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子,β射线是释放出来的电子,故B错误; C.光具有波粒二象性,其中光电效应揭示了光的粒子性,故C正确; D.只有当光子的能量等于氢原子两能级的能量差时,才能被处于基态的氢原子吸收,氢原子跃迁到激发态,并不是任意能量的光子都能被氢原子吸收,故D错误。 故选C。 3. 如图所示,轻质细线上端固定,下端悬挂一小球。在同一竖直平面内对小球施加一个拉力F,保证细线中拉力的大小不变,缓慢地将细绳向右拉到水平位置。关于拉力F 的大小和与竖直方向夹角θ的说法正确的是(  ) A. F一直增大,θ一直增大 B. F一直增大,θ一直减小 C. F一直增大,θ先增大后减小 D. F一直增大,θ先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】对小球受力分析如图所示,同一竖直平面内对小球施加一个拉力F,保证细线中拉力的大小不变,缓慢地将细绳向右拉到水平位置,F一直增大,θ一直减小,所以B正确;ACD错误; 故选B。 4. 投篮时,篮球出手后在空中运行的轨迹称为投篮抛物线。投篮抛物线有低、中、高三种弧线,如图所示。不计空气阻力。下列说法正确的是( ) A. 低弧线投篮时,篮球从出手到进框的运动时间最长 B. 高弧线投篮时,篮球从出手到进框,克服重力做功的平均功率最小 C. 低弧线投篮时,人对篮球做的功一定最大 D. 中弧线投篮时,人对篮球做的功一定最小 【答案】B 【解析】 【详解】A.篮球出手后在空中做斜抛运动,可分解为竖直方向的加速度为g的匀变速直线运动,在上升和下降都有 可看出竖直方向的高度越大时间越长,则有 t高 > t中 > t低 A错误; B.由选项A可知高弧线投篮时时间最长,且低、中、高三种弧线初末两点的高度差相同,则重力做的功相同,根据平均功率的计算有 可得出高弧线投篮时,篮球从出手到进框,克服重力做功平均功率最小,B正确; CD.根据能量守恒有 W人 = mgh + Ek末 由于篮球进入篮筐的动能Ek末未知,则无法比较投篮抛物线低、中、高三种情况下人对篮球做的功的大小关系,CD错误。 故选B。 5. 如图为同一平面内绕地球的三个卫星轨道示意图,Ⅰ、Ⅲ为圆轨道,Ⅱ为椭圆轨道,Ⅲ的半径与Ⅱ的半长轴相等,且Ⅲ与Ⅱ相交于M点,Ⅰ与Ⅱ相切于N点。三颗不同的卫星A、B、C正沿轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ稳定运行,则(  ) A. A、B经过N点时的向心力一定相同 B. A、B的速度可能等大 C. B、C在M点的向心加速度大小相等 D. B、C与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积相等 【答案】B 【解析】 【详解】AC.由于A、B的质量不相等,通过A、B经过N点时万有引力不一定相等,但由于在椭圆轨道时万有引力不是全部提供向心力,则向心力和加速度不一定相同,AC错误; B.根据椭圆轨道的速度关系可知,A、B的速度可能等大,B正确; D.根据开普勒第二定律可知B、C与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积不一定相等,D错误。 故选B。 6. 如图所示,玻璃半球半径为R,球心为O,AB为水平直径,M点是半球的最高点。半球内从A点发出与AB成θ=30°的光线从BM间某点C平行于AB射出。光在真空中的传播速度为c。则(  ) A. 此玻璃的折射率为 B. 光从A到C的时间为 C. 若增大θ,光线不可能在C与M间发生全反射 D. 若θ为某个不为零的值,光从A到B的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A.如图所示 由几何关系可得 根据折射定律有 A错误; B.光从A到C的时间为 联立解得 B错误; C.若增大θ,入射角增大,由光密到光疏,当入射角大于临界角时,光线可能在C与M间发生全反射,C错误; D.如图所示当光的入射角为时 光在M点的反射光线经过B点,光从A到B的时间为 D正确。 故选D。 【点睛】 7. 如图所示,一轮船在河岸的两码头A、B间运送货物,A、B连线与河岸夹角为60°。由A到B过程中,船头正对河岸,轮船相对静水的速度大小恒为v1;返回时(即由B到A)所用时间与去时相同,轮船相对静水的速度大小恒为v2。水速恒定不变,则(  ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】从A到B过程,轮船的运动分解为沿水流方向和沿船头方向,如图 根据几何关系,有 返回时所用时间与去时相同,依题意可知,轮船从A到B和从B到A的实际速度大小不变,设其为v,把返回时的运动也分解为沿水流方向和沿船头方向,如图 根据余弦定理,可得 联立,可得 故选B。 8. 光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为a的斜面体A,斜面体质量为M、底边长为L,如图所示。将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端,此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN,则下列说法中正确的是(  ) A. FN=mgcosa B. 滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcosa C. 滑块B下滑的过程中A、B组成的系统动量不守恒 D. 此过程中斜面体向左滑动的距离为 【答案】C 【解析】 【详解】A.滑块沿斜面下滑时,斜面同时在向左做加速运动,所以滑块相对于地面加速度不再沿斜面方向,则滑块沿与斜面垂直的方向合力不等于0,因此斜面对滑块的支持力大小不等于,A错误; B.根据冲量的定义有滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为,B错误; C.滑块下滑时在竖直方向有加速度,合外力不为0,所以系统动量不守恒,C正确; D.设滑块水平位移为,斜面水平位移为,水平方向由动量守恒得 两边同乘以时间的累积量,得 同时有 解得 D错误。 故选C。 9. 物体从某一高度做初速为的平抛运动,为物体重力势能,为物体动能,h为下落高度,t为飞行时间,v为物体的速度大小。以水平地面为零势能面,不计空气阻力,下列图象中反映与各物理量之间关系可能正确的是(  ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 详解】A.平抛运动过程由机械能守恒定律,有 则图像为倾斜直线,故A错误; B.地面为零势能参考面,设抛出点的高度为,则重力势能为 则图像为倾斜直线且为减函数,故B错误; C.平抛竖直分运动为自由落体运动,有 故有 则图像为开口向下的抛物线,二者为二次函数关系,故C错误; D.根据动能定理有 则有 则图像为开口向下的抛物线,二者为二次函数关系,故D正确。 故选D。 10. 如图所示,一块足够大的粗糙绝缘薄板竖直固定,且与等量异种点电荷连线的中垂面重合,A、O、B为薄板上同一竖直线上的三点,O在点电荷的连线上,,一个带电小物块(可视为质点)从A点以初速度竖直向下运动,最后静止在B点,不考虑物块电荷量的变化,则物块从A运动到B的过程中(  ) A. 速度一直减小,经过O点时的速度为 B. 加速度先减小后增大,经过O点时加速度最小 C. 电势能先减小后增大,经过O点时电势能最小 D. 机械能一直减小,AO段损失的机械能比OB段损失的机械能多 【答案】A 【解析】 【详解】A.根据叠加场的对称性可知,小物块从A到O过程与从O到B过程中克服摩擦力做功相同,设每段摩擦力做功为、在O时物块的速度为、,对AO段和OB段,根据动能定理可得 联合解得 A正确; B.由于小物块最后静止在B点,因此小物块受到重力、电场力、薄板支持力和摩擦力的作用,可知小物块带正电,从A到O的过程中,电场强度越来越大,则电场力越来越大,由于小物块在水平方向上受力平衡,可知小物块对薄板的压力增大,从而滑动摩擦力增大,根据 可知,加速度增大。根据叠加场的对称性可知,从O到B的过程中,电场强度越来越小,电场力越来越小,滑动摩擦力逐渐减小,加速度逐渐减小。因此A运动到B的过程中加速度先增大后减小,经过O点时加速度最大,B错误; C.由于AB是一等势线,小物块从A到B电势能不变,C错误; D.由于物块在AO段和OB段损失的机械能都为克服摩擦力做的功,因此AO段和OB段损失的机械相同,D错误; 故选A。 二、简答题:本题共1小题,共计15分,每空3分,请将答案填写在答题卡相应的位置。 11. 某物理兴趣小组用如图甲所示的实验装置测当地的重力加速度,所提供器材均在图中展示,实验原理和主要操作步骤如下: (1)按如图安装好实验器材,打点计时器固定在长木板上端,接通电源释放质量为m的物块,让物块自由滑下,打出前几个计时点的纸带如图乙(a)所示(O为起始点),打点周期为T,OB间距为,CE间距为,得物块下滑的加速度为______。 (2)将打点计时器取下固定在长木板的下端,接通电源,给物块一个初速度使之沿长木板从下到上运动,打出最后几个计时点的纸带为图乙(b)中(O为最终点)的______(填序号),并通过实验获得的纸带计算出加速度。 (3)为了测量出当地重力加速度还应测量长木板与地面所构成的斜面高度h和______(填物理量及物理量字母)。 (4)通过分析可知当地重力加速度的表达式为g=________[用、、h和步骤(3)中所测物理量字母表示]。 (5)通过计算可得物块与倾斜木板之间的摩擦力大小为_____[用、表示,不计纸带与打点计时器的摩擦力及空气阻力]。 【答案】(1) (2)③ (3)长木板的长度L (4) (5) 【解析】 【小问1详解】 根据匀变速直线运动时间中点瞬时速度等于这段时间的平均速度求得 , 根据题图乙中纸带(a)以及匀变速直线运动规律可得 即物块下滑加速度表达式 【小问2详解】 设斜面的倾角为θ,根据牛顿第二定律可知物块在长木板上从上到下运动的过程中 物块沿长木板从下到上运动的过程 解得 , 比较可知 即(b)纸带最后每个相等时间间隔所经过的距离要比(a)纸带经过的距离大,故纸带应是题图乙(b)中的③。 【小问3详解】 由于斜面的倾角未知,所以还需要测量的物理量为长木板的长度L; 【小问4详解】 由(2)中各式结合所测物理量可解得当地重力加速度的表达式为 【小问5详解】 由(2)中各式结合所测物理量可解得物块与倾斜木板之间的摩擦力大小为 三、计算题:本大题,共4小题,共45分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 12. 极紫外线广泛应用于芯片制造行业,如图甲所示,用波长的极紫外线照射光电管,恰好能发生光电效应。已知普朗克常量,,,。 (1)求阴极 K 材料的逸出功; (2)图乙是氢原子的能级图,若大量处于激发态的氢原子发出的光照射阴极 K,灵敏电流计G显示有示数,调整电源和滑动变阻器,测得电流计示数I与电压表示数U的关系图像如图丙,则图丙中的大小是多少? 【答案】(1)或;(2) 【解析】 【详解】(1)设波长为110nm的极紫外线的波长为,逸出功 频率 代入数据解得 或 (2)处于能级的氢原子向低能级跃迁时产生多种不同能量的光子,产生的光电流是多种光子产生的光电子综合表现,要使光电流全部遏止,必须要截住能最大的光电子。能量最大的光子 由光电效应方程可知光电子最大初动能 遏止光压必须满足 解得 13. 如图,刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A、B两部分,隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积)。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态,A、B体积均为Sl,压强均为,弹簧为原长。现将B中气体抽出一半,B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变,气体视为理想气体。求: (1)抽气之后A、B的压强。 (2)弹簧的劲度系数k。 【答案】(1),;(2) 【解析】 【详解】(1)设抽气前两体积为,对气体A分析:抽气后 根据玻意耳定律得 解得 对气体B分析,若体积不变的情况下抽去一半的气体,则压强变为原来的一半即,则根据玻意耳定律得 解得 (2)由题意可知,弹簧的压缩量为,对活塞受力分析有 根据胡克定律得 联立得 14. 如图所示,传送带与水平面夹角θ=37°,以恒定速率v=10 m/s沿顺时针方向转动.现在传送带上端A处无初速度地放一质量m=1 kg的小煤块(可视为质点,忽略滑动过程中的质量损失),小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带上A到B的长度L=16 m。取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2。求: (1) 小煤块刚开始运动时的加速度大小; (2) 小煤块从A运动到B的时间; (3) 从A到B的过程中小煤块在传送带上留下的痕迹长度; (4) 从A到B的过程中小煤块和传送带间因摩擦产生的热量。 【答案】(1)10 m/s2;(2)2s;(3)5m;(4)24 J 【解析】 【详解】(1)对小煤块受力分析可得,小煤块开始下滑的加速度为 mgsin θ+μmgcos θ=ma1 解得 a1=10 m/s2 (2)小煤块与传送带共速经过的时间 此时小煤块的位移 由于x1<L,且tan θ>μ,小煤块继续加速下滑,加速度为 则有 解得 t2=1 s(t2=-11s舍去) 故小煤块从A运动到B的时间为 t=t1+t2=2 s (3)小煤块先相对传送带向上滑动,相对位移沿传送带向上,大小为 s=vt1-x1=5m 共速后,小煤块相对传送带向下滑动,相对位移沿传送带向下,大小为 s′=x2-vt2=1 m 因为s>s′,故小煤块在传送带上留下的痕迹长度为 s=5m (4)小煤块和传送带间因摩擦产生的热量为 15. 如图甲所示。两块平行正对的金属板水平放置,板间加上如图乙所示幅值为、周期为的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场,右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B.一带电粒子在时刻从左侧电场某处由静止释放,在时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内,在时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场,并在时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍,粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。 (1)判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q; (2)求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v; (3)求从时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中,电场力对粒子做的功W。 【答案】(1)正电;;(2);;(3) 【解析】 【详解】(1)根据带电粒子在右侧磁场中的运动轨迹结合左手定则可知,粒子带正电;粒子在磁场中运动的周期为 根据洛伦兹力提供向心力得 则粒子所带的电荷量 (2)若金属板的板间距离为D,则板长粒子在板间运动时 出电场时竖直速度为零,则竖直方向 在磁场中时 其中的 联立解得, (3)带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图,由(2)的计算可知金属板的板间距离 则粒子在3t0时刻再次进入中间的偏转电场,在4 t0时刻进入左侧的电场做减速运动速度为零后反向加速,在6 t0时刻再次进入中间的偏转电场,6.5 t0时刻碰到上极板,因粒子在偏转电场中运动时,在时间t0内电场力做功为零,在左侧电场中运动时,往返一次电场力做功也为零,可知整个过程中只有开始进入左侧电场时电场力做功和最后0.5t0时间内电场力做功,则 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $

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